.png)
ماذا كان قبل الانفجار العظيم؟ وكيف نعرف أنه حدث؟ دع BBC Science Focus يمنحك أدنى مستوى حول ولادة الكون.
ما هو الدليل على الانفجار العظيم؟
الكون لم يوجد منذ الأزل، وُلد منذ حوالي 13.82 مليار سنة ، اندلعت المادة والطاقة والفضاء والزمان في كرة نارية تسمى الانفجار العظيم. توسعت ، ومن الحطام البارد ، تكونت مجرات متجمدة - جزر من النجوم التي تعد مجرتنا درب التبانة واحدة من بين تريليونين، هذه هي نظرية الانفجار العظيم.
الكون الذي ظهر إلى الوجود من لا شيء هو جنوني للغاية لدرجة أن العلماء اضطروا إلى الانجرار إلى الفكرة والصراخ. لكن الأدلة مقنعة. المجرات تتطاير مثل قطع الشظايا الكونية. ولا تزال حرارة الانفجار العظيم حولنا. تم تبريد هذا "الوهج اللاحق" بشكل كبير عن طريق التوسع الكوني ، ولا يظهر كضوء مرئي ولكن بشكل أساسي مثل إشعاع الميكروويف - "إشعاع الخلفية الكونية" ، الذي اكتشفه علماء الفلك الراديوي في عام 1965.
.png)
أين حدث الانفجار العظيم؟
عندما ينفجر اصبع من الديناميت ، يحدث التفجير في مكان واحد وتتطاير الشظايا في الفراغ . في الانفجار العظيم ، لم يكن هناك مركز ولا فراغ موجود مسبقًا ، لذلك لم يحدث في أي "مكان". ظهر الفضاء نفسه وبدأ في التوسع في كل مكان مرة واحدة.
غالبًا ما تشبه كتب علم الفلك الكون بكعكة منتفخة ، حيث يمثل الزبيب المجرات. مع نمو الكعكة ، ينحسر الزبيب عن بعضها البعض ، بدون مركز تمدد - تمامًا مثل الانفجار العظيم. لكن بالطبع ، الكعكة لها ميزة ، على عكس الكون ، والتي قد تستمر إلى الأبد. لا يوجد تشبيه مثالي!
في بداية الانفجار العظيم كان هناك فراغ تضخمي. عندما ضاعف حجمه ضاعف طاقته. عندما تضاعف حجمه ثلاث مرات ، ضاعف طاقته ثلاث مرات. إذا كانت الأوراق النقدية على هذا النحو وقمت بتفكيك كومة ، فستظهر المزيد. يسمي الفيزيائيون التضخم بأنه "الغداء المجاني النهائي"!
انتشر الفراغ التضخمي بشكل أسرع. لكنه كان شيئًا "كميًا". والأشياء الكمومية لا يمكن التنبؤ بها في الأساس. بشكل عشوائي ، في جميع أنحاء الفراغ التضخمي ، "تتحلل" أجزاء منه إلى فراغ عادي يومي.
.png)
فكر في فقاعات صغيرة تتشكل في محيط شاسع. في كل فقاعة ، اختفى الفراغ التضخمي ، لكن طاقتها الهائلة كان عليها أن تذهب إلى مكان ما. ذهبت إلى تكوين المادة وتسخينها. ذهبت إلى خلق الانفجار العظيم. إن عالم الانفجار العظيم لدينا هو مجرد فقاعة واحدة من بين لانهائية محتملة لأكوان الانفجار العظيم الأخرى في الفراغ التضخمي الآخذ في التوسع!
لبدء كل هذا ، كانت هناك حاجة إلى قطعة من الفراغ التضخمي بمقدار كيلوغرام واحد فقط. بشكل لا يصدق ، تسمح قوانين نظرية الكم لها بالظهور من العدم.
ما هي مشاكل نظرية الانفجار العظيم؟
الفكرة الأساسية - أن الكون بدأ حارًا وكثيفًا وأنه يتمدد ويبرد منذ ذلك الحين - لا جدال فيها. لكن كان على علماء الكونيات إجراء تعديلات على النظرية لتفسير بعض الملاحظات.
أولاً ، في نموذج Big Bang القياسي ، تنمو المجرات عن طريق سحب المادة بقوة الجاذبية. ولكن إذا كان هذا هو الشيء الوحيد الذي يحدث ، فسيستغرق تشكيلها أكثر من 13.82 مليار سنة. يصلح علماء الفلك هذا من خلال افتراض أن النجوم والمجرات المرئية يفوقها ستة أضعاف "المادة المظلمة" غير المرئية ، والتي تعمل جاذبيتها الإضافية على تسريع تكوين المجرات.
ثانيًا ، يتنبأ الانفجار الكبير الأساسي بأن التجاذب الثقالي بين المجرات يعمل مثل شبكة مرنة ، مما يؤدي إلى إبطاء التوسع الكوني. ومع ذلك ، في عام 1998 ، اكتشف علماء الفلك أن تمدد الكون يتسارع. قاموا بإصلاح هذا من خلال افتراض وجود "الطاقة المظلمة" ، وهي غير مرئية ، تملأ الفضاء ولها جاذبية مثيرة للاشمئزاز.
.png)
هناك حاجة إلى تعديل أخير للنظرية الأساسية لشرح سبب احتواء الكون على نفس درجة الحرارة في كل مكان. لتفسير ذلك ، يعتقد علماء الفلك أن الكون في وقت مبكر كان أصغر من المتوقع ، ثم خضع لتوسع فائق السرعة في أول جزء من الثانية - "التضخم". كان هذا مدفوعًا بـ "الفراغ التضخمي" ، وهو نسخة عالية الطاقة من الفراغ الموجود في الفضاء اليوم.
ماذا حدث قبل الانفجار العظيم؟
الركائز المزدوجة للفيزياء الحديثة هي النسبية العامة لأينشتاين ونظرية الكم. يسود الأول في الكون واسع النطاق ، في حين أن الأخير ينسق العالم الصغير من الذرات ومكوناتها. لقد قاومت الاندماج ، وهو ما يمثل مشكلة لأنه في الانفجار العظيم ، كان الكون صغيرًا.
.png)
لفهم كيفية ظهورها ، من الضروري توحيد نظرية أينشتاين مع نظرية الكم. أفضل مرشح هو "نظرية الأوتار" ، التي تنظر إلى اللبنات الأساسية للواقع على أنها سلاسل صغيرة من طاقة الكتلة تهتز في زمكان ذي أبعاد 10. فقط إذا حصلنا على مثل هذه النظرية سنتمكن من الإجابة على الأسئلة النهائية: ما هو الفضاء؟ ما هو الوقت؟ ما هو الكون؟ ومن أين أتى؟
المصدر